用於焊接中蒸汽釋放的機械造窩的製作方法

2023-09-17 14:52:45 2

本發明通常涉及焊接，且更具體地涉及用於促進諸如鋅的焊接材料中不需要的蒸汽副產品的釋放的系統和方法。

背景技術：

焊接是在廣泛行業中使同種或異種材料結合的常用方式。用於焊接的能量可以以各種方式施加，例如通過雷射或超聲波振動。

在汽車製造方面，鋼或金屬(例如鋁)正在被使用。與將多種材料焊接在一起相關的需求和挑戰在增加。

通過焊接相連的工件包括這些，例如儀錶板和門板、燈、空氣管道、方向盤、裝飾、車廂底板或其他車輛貯存隔間、裝飾部件、外部零件以及發動機部件。例如，就發動機部件和其他引擎蓋下的(UTH)應用而言，工件經持續配置和開發以承受熱的和/或化學上的侵蝕性環境。

就外部零件而言，諸如擋泥板，工件正在發展成可在裝配線上上漆並且在很長一段時間具有高的耐熱和耐化學性。以及在汽車應用中正在持續考慮許多其他潛在用途。

當焊接中熔化時，某些材料釋放出不需要的氣體或蒸汽。含鋅的工件可以具有這個特性。這些工件可包含如鍍鋅鋼，例如，或是鍍鋅和鋁的組合的鋼。用這些方式塗敷工件以提供益處，例如為所得部件提供高的抗腐蝕性。

當不需要的蒸汽在正形成的接頭中產生時，其被施以高壓且必須從周圍熔融材料中脫離。參考附圖，且更具體地參考第一個圖，圖1示出示例性現有技術構造100，其中，第一工件110正與第二工件120接合。熔化的材料由數字130表示。通過給構造100的熱影響區140(HAZ)施加焊接能量(例如，通過雷射)來熔化材料，以及加壓的蒸汽由數字150示出。

在某些情況下，高壓蒸汽150在熔融金屬中形成不需要的氣孔以脫離，如圖2中的附圖標記200示意性地示出的那樣。也有可能的是，當熔融材料冷卻時，蒸汽150可能困在其中。

用其他方式促進來自熔融材料中的氣體的釋放的先前的努力沒有預期的那麼有效，而且/或就設備和工藝而言代價高。

技術實現要素：

本公開涉及將兩個工件焊接在一起的方法。至少其中的一個工件包含一種材料，諸如鋅或鋅和鋁，該材料在焊接熔化時釋放不需要的蒸汽。

本方法包括利用衝壓系統在第一工件的第一預選區域處衝壓第一工件，以形成多個凹部或凹窩。本方法還包括將第一預選區域定位成鄰近第二工件的相應區域。在像這樣衝壓和定位之後，本方法包括將能量施加至第一預選區域和第二預選區域以熔化第一工件和第二工件的材料來形成連接兩個工件的接頭。

基於所生成的配置和生成構造，任何由例如鋅或鋅和鋁的熔化的材料所產生的蒸汽在形成的凹部間從正在形成的接頭處排出，並且遠離第一工件和第二工件。

本發明的其他方面將在下文中部分說明和提出。

附圖說明

圖1示意性地示出了正焊接在一起的兩個工件的現有技術構造。

圖2示出了在由熔化的材料產生的蒸汽以一種不需要的方式從正在形成的焊縫頂部脫離之後的圖1的構造。

圖3-圖7示出了根據本公開的各種實施例衝壓的第一工件。

圖8-圖12通過各個步驟示出了正焊接工件的側橫截面，這些步驟中的任何一個可以是自動化的。

圖13和圖14根據各種實施例示意性示出了包括相關的致動和控制設備的衝壓機械。

圖15示出了用於本文描述的自動化功能中使用的示例控制器。

圖16示出了執行現有技術中這些功能的方法。

圖17示出了其中在同一方向上以條狀形成的凹部的構造。

圖18示出了其中在另一方向上以條狀形成的凹部的構造。

圖19示出了其中在填充圖案中形成凹部的構造。

附圖不一定是按比例繪製的，例如為了示出具體部件的細節，有些特徵可以放大或縮小。在某些情況下，為了避免使本公開含糊，熟知的部件、系統、材料或方法未詳細說明。

這裡公開的具體結構和功能細節不應解釋為限制性的，而僅僅作為權利要求的基礎和作為教導本領域技術人員多方面地應用本公開的代表性基礎。

具體實施方式

根據需要，在此公開本公開的具體實施例。公開的實施例僅作為示例，能以各種可替換的形式以及這些形式的組合來具體實施。在此使用的，例如示例性和類似的術語廣義地指的是用作說明、樣本、模型或樣式的實施例。

這裡公開的具體結構和功能細節不應解釋為限制性的，而僅僅作為權利要求的基礎和作為教導本領域技術人員應用本公開的代表性基礎。

雖然此處描述的本技術主要與汽車相關，然而該技術不限於汽車。這些概念可用於例如與飛機和船舶有關的各種各樣的應用中。

I.圖3-圖7、圖13和圖14

再次參考附圖，特別是第三個圖，圖3示出了包含第一工件110的構造300。工件110用第一側面112所示進行說明。第一側面112可稱為接合面。

工件110的預定區302機械性地造窩以形成一個或多個蒸汽抽空區304的區域。其中抽空區304和凹陷和/或突出部在圖8-圖12中更加詳細地示出。

在凹陷區304中的凹陷可用其他術語稱謂，諸如凹部或凹窩。預定要造窩的區域可以但不必由計算機處理執行。

通過形成凹部或低部，在低部之間形成高部。例如，當來自機械衝壓系統的齒壓進接合面時，在凹部周圍的一些表面材料可以相對於初始表面(例如，從初始表平面)升高。高部或突出部能有助於本文單獨描述的排氣，或通過低部聯合起來排氣。為了這些目的，在高區域間形成間隙。低部和高部在圖8-圖12中提到。

蒸汽抽空區304利用機械衝壓器械或系統通過使工件110的第一表面112變形而形成。示例的機械衝壓系統1300、1400在圖13和圖14中示意性地示出(非按比例)。

雖然圖13和圖14中的機械衝壓系統1300、1400的本體示出為方形，然而系統的本體可以具有任何各種各樣的形狀。在預期的實施例中，例如，衝壓表面是彎曲的(如由圓形或弧形部組成)且抵靠工件110軋制而形成氣體抽空凹部。

機械衝壓系統1300、1400包括諸如齒的多個突出部1302、1402。根據將在工件110中形成的蒸汽抽空區304所需要的形狀、大小、數目和間距，各實施例中的突出部1302、1402可以具有任何各種形狀、大小、數目和齒間距。

在一個實施例中，當在大約0.1至0.5mm之間以及在一個案例中在大約0.2至0.3mm之間將齒定位在一起時，使齒成形並應用於其生成工件110、120之間的最終間隙。

在預期的實施例中(未示出)，至少一些突出部1302、1402在至少形狀、大小和間距之一方面不同於鄰近的突出部或多個突出部。

圖13的機械衝壓系統1300的突出部1302通常為尖的。圖14的機械衝壓系統1400的突出部1402通常為圓形。

任何突出部1302、1402可具有圓形輪廓或側面，例如突出部1302、1402為錐形，其錐點遠離機械衝壓系統1300、1400的基體或本體而朝向衝壓的工件110。或任何突出部1302、1402也可具有輪廓，或者側面可擁有角部，例如突出部1302、1402為三角稜錐體、方椎體或其它多邊形的稜椎。

在預期實施例中，突出部1302、1304包括細長尖端，而非每個突出部1302、1304均匯聚於某個點。所述點可為例如三稜柱的細長尖端。此實施例還視為由圖13進行說明。此類型的齒1302形成尖底通道、凹槽、槽道或具有等於齒1302的長度的長度的類似物。

在另一個預期實施例中，突出部1402類似於三稜柱但具有圓形、細長尖端，諸如圓柱體的一半。此實施例考慮由圖14示出。這個齒1402將形成與齒1402一樣長的圓形通道。

示例性衝壓系統1300、1400可包括或連接至一個或多個致動和控制裝置，諸如圖13和圖14中示意性地示出且由數字1310標識的致動和控制裝置。致動部件由數字1320標識。控制部件由數字1330標識。

致動和控制裝置1310可包括或形成自動化系統，諸如像機器人的機器。控制裝置1310可包括計算裝置(例如，計算機)或其他控制電路或裝置。

在預期實施例中，致動和/或控制部件1310、1320還可用於致動和/或控制本技術的方法中使用的其他系統。例如，致動和/或控制部件1310、1320還可用於致動和/或控制夾緊機器，將工件朝彼此偏置用於焊接。例如，致動和/或控制部件1310、1320還可用於致動和/或控制焊接設備，諸如提供用於焊接的能量的雷射設備或超聲能量設備。

圖4-圖7示出了預定區域402、502、602、702的其他構造，其中工件110經機械地窩進以形成造窩404、504、604、704的各自區域。

如圖4中所示，所述構造可包括造窩4041、4042、4043的多個區域。所述區域可用各種術語稱謂，諸如造窩區域、凹陷區域、衝壓區域、衝壓後區域等等。雖然示出了三個區域，但是工件110可壓印以形成兩個或三個以上造窩區域404。

作為另一示例，圖5示出了多個矩形衝壓後區域，且特別示出了其中具有不同大小和矩形形狀的三個衝壓後區域5041、5042、5043。圖6通過示例方式示出了通過衝壓系統1300、1400的一個或多個道次形成的單個細長的、橢圓形的衝壓後區域604。僅通過示例方式，圖7示出了多個矩形衝壓後區域，且特別示出了其中具有大約相同大小和橢圓形形狀的三個衝壓後區域7041、7042、7043。

關於預定區域402、502、602、702，每個工件可與一個以上區域相關聯，例如一個預定區域與造窩304、404、504、604、704的每個區域相關聯。第一凹陷區域特定區域406通過示出對應於僅第一凹陷區域404的區域406來指示此構思。

II.圖15-控制系統

圖15示出了示例性控制器或計算機系統1500。控制器1500在某些實施例中是更大系統1501(諸如焊接系統)的一部分。

如前所述，控制器1500可配置和布置來控制焊接設備、致動設備、夾緊設備或本文所使用的其他設備中的任何一個，諸如相關傳感器(例如，溫度)、風扇或泵。控制器1500可以以多種方式中的任何一種來實施，諸如膝上型計算機、伺服器、在移動通信裝置內部，或其他形式。

雖然沒有示出圖15中說明的所有部件之間的連接，但是部件可彼此交互以實現系統功能。控制功能可包括本文所提及或推斷的控制功能，諸如通過控制衝壓機器1300、1400的方式確定在工件上設置凹陷的位置。為此，控制器1500可包括上文結合圖13和圖14標記的控制系統1310或是其一部分。

作為另一示例，控制功能可包括使用衝壓系統1300、1400啟動工件110的衝壓。控制器1500的功能可包括諸如通過雷射裝置的方式啟動焊接能量的施用。另一示例，功能包括諸如通過夾緊或單向力致動器的方式啟動力的施用以將要接合的工件朝彼此偏置。

如圖所示，控制器1500包括存儲器或計算機可讀存儲裝置1502，諸如易失性介質、非易失性介質、可移動介質和不可移動介質。如說明書和權利要求書中所使用的術語計算機可讀介質及其變型是指有形或非暫時性計算機可讀存儲裝置。

在某些實施例中，存儲介質包括易失性和/或非易失性、可移動和/或不可移動介質，例如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、固態存儲器或其它存儲器技術，CD ROM、DVD、藍光或其他光碟存儲裝置、磁帶、磁碟存儲裝置或其他磁性存儲裝置。

控制器1500還包括通過通信鏈路1506(諸如計算機總線)的方式連接或可連接至計算機可讀存儲裝置1502的處理硬體單元1504。

處理硬體單元1504可包括或為多個處理器，所述處理器可包括單個機器或多個機器中的分布式處理器或並行處理器。處理硬體單元可用於支持虛擬處理環境。處理硬體單元可包括狀態機、專用集成電路(ASIC)、包括現場PGA或狀態機的可編程門陣列(PGA)。本文提及的執行代碼或指令以執行操作、動作、任務、功能、步驟等等的處理硬體單元可包括直接執行操作和/或促進、引導或配合另一個裝置或部件以執行操作的處理硬體單元。

計算機可讀存儲裝置1502包括計算機可執行指令或代碼1508。計算機可執行指令1508可由處理硬體單元1504執行以使處理硬體單元和因此控制器1500執行本公開中描述的功能的任何組合。這些功能可包括控制執行所述操作中的任一種的方式，諸如執行所述操作的定時或諸如何時開始操作、執行操作的時間多久以及何時停止操作的定時。

控制器1500進一步包括輸入/輸出(I/O)裝置1510，諸如無線收發器和/或有線通信埠。

在某些實施例中，控制器1500包括無計算機代碼的電路。在其他實施例中，控制器1500包括執行指令1508的發送和接收信號或信息的處理硬體單元1504。信息可以消息或分組化數據的形式傳輸。在各種實施例中，處理硬體單元1504與一個或多個通信網絡1512通信，諸如網際網路。通信可以包括用於操作或軟體更新的指令。

在某些實施例中，諸如當系統1500是在衝壓、夾緊和焊接過程的不止一個方面內實行時，控制器1500包括或連接至一個或多個本機和/或輸出裝置1514。處理硬體單元1504可無線地或有線地將信號或消息發送至裝置1514和從裝置1514接收信號或消息。

輸入裝置1516可包括與本文描述的過程相關聯的傳感器，諸如造窩-衝壓設備、夾緊設備和焊接設備。控制器1500可以無線地或有線地從溫度傳感器接收關於焊接期間工件或焊接區域的溫度的反饋，並且使用所述反饋以確定諸如通過雷射施用的焊接能量是否應當降低還是停止。

輸出裝置1518可包括本文描述的任何設備、部件或機械，諸如造窩-衝壓設備、夾緊設備和焊接設備。

下文結合圖16的方法進一步描述控制器1500的功能。

III.圖16和輔助性的圖8至圖15-操作方法

圖16示出了通過其實施本技術的算法或方法1600，由與將兩個工件焊接在一起相關聯的流程圖1600概括，其中一個工件經機械地造窩以促進在接頭形成期間在正在熔化的工件材料中形成的蒸汽的排出。在描述方法1600時，參考圖8-圖12的說明。

應當理解的是，方法1600的操作不一定以任何特定次序呈現，並且以替代次序執行某些或全部操作是可行且是所預期的。操作已經以所示次序呈現以便於描述和說明。在不脫離所附權利要求書的範圍的情況下可添加、省略和/或同時執行操作。

還應當理解的是，所說明的方法1600可在任何時候結束。在某些實施例中，此過程的某些或全部操作和/或大體上的等效操作是通過執行存儲或包括在計算機可讀介質(諸如存儲器1602)上的計算機可讀指令來執行的。

所示方法1600可因此視為包括多種方法或子過程。

方法1600開始1601，並且流轉到框1602，在此提供了兩個工件110、120。工件110、120可包括各種各樣的材料中的任何一種。在各種實施例中，工件110、120中的一個或兩個包含鋼。在某些實施例中，工件110、120中的一個或兩個包括鋅或鋅和鋁的組合。例如在一個案例中，工件110、120包含表面塗覆有或鍍有鋅或鋅和鋁的組合的鋼。

圖3-圖12所示工件110、120認為是示意性地示出各種實施例，例如工件110、120中一個或兩個包含單種材料、一種以上組合的材料和/或塗層或鍍層。關於塗層，例如，圖3-圖12中涉及的表面112、122可認為包括塗層。

正如所提供的，第一側面112可稱為結合面。術語結合面在本文可用來描述根據本技術處理的表面112、122中的無論哪個。在某些情況下，即使只處理一個表面，術語結合面可更為一般地用來指代連接的表面112、122。

根據方法1600，工件中的至少一個將通過工具或裝置機械地壓印(諸如通過衝壓)以形成多個凹部。

雖然工件可以以多種方式機械地變形，此工藝在本文中主要稱為機械衝壓，或僅是衝壓。下面指的衝壓應不一定限制工件機械地變形通過的方式。

並且雖然工件110、120都可衝壓，但為了簡單起見下面的描述主要描述第一工件110衝壓的實施例。因此，描述意在包含其中使待連接的工件110、120都變形的實施例。

在框1604處，定位工件110用於衝壓。在預期的實施例中，定位至少部分地由自動化機械例如一個或多個機器人來執行。定位機械至少部分地由控制器(諸如圖15中的控制器1500)來控制。定位機械因此可看作如上結合圖15所述的輸出端1518。

定位用於衝壓的工件110可包括選擇或確定工件110上通過衝壓將受到變形(例如，造窩)的一個或多個區域。該確定可由控制器(諸如上述控制器1330、1430、1500)部分或完全地執行。

正如所提供的，確定區可以但非必需包括計算機處理。例如，區可簡單地由定位工件的人和/或用於衝壓的衝壓設備預先確定。

參照圖3，示出了示例工件構造300。將衝壓的示例區域由數字302來表示。區域302在工件110的第一側面112上。工件110的第一側面112將定位成與連接工件110的第一側面122相對(參見，例如圖8)。

在某些實施例中，用於衝壓的區域302鄰近工件110的邊緣303。例如，這可能是這樣的情況，當待形成的接頭為搭接接頭時，藉此工件110、120各自的末端焊接到一起。衝壓後區通過衝壓後區4042、4043可接近或一直延伸到如通過示例所示的一個或多個邊緣303。

在某些實施例中，用於衝壓的區域包含一個以上將進行衝壓的區，如圖4中區域402所示。在某些實施例中，在工件110上的用於衝壓的一個或多個區域中的每一個區域與將進行衝壓的一個區相一致，如圖3中的區域302和圖4中的區域406所示。

圖4中所示重疊區域4041、402是為了教導目的，並且其中只有一個出現在實施例中。

用於衝壓的區域302、402等可以以多種方式中的任何一種來定義(如定形和定位)和確定。例如，區域可通過對應於將執行衝壓的區的中心的x-y坐標來定義，或可通過將執行衝壓的區的中線的坐標來定義。在預期的實施例中，區域通過圍繞目標焊接位置的半徑來定義。定位軟體可使用計算機輔助設計或工程數學數據(CAD；CAE)。

區域302、402等可為多種形狀，例如大致製成像待衝壓區的形狀。例如，形狀可對應於待使用的衝壓系統的形狀，並且對應於執行衝壓的方式(例如，圖案、方向、位置)。

在框1606處執行衝壓。使用衝壓工具或系統進行衝壓，例如圖13和圖14中示意性地示出的衝壓系統1300、1400。衝壓系統1300、1400可包括或連接到控制器，如所提到的有關控制器1330、1430、1500。如上結合圖13和圖14進一步描述衝壓系統。

在預期的實施例中，衝壓至少部分地由自動化機械來執行，例如一個或多個機器人，例如由圖15的控制器1500所控制的機械。該機械可視為是如上結合圖15所述的輸出端1518。

只是作為示例，衝壓的工件110可包括鋼和鋅。在一個實施例中，工件110包含塗覆有鋅或鋅和鋁的鋼。同樣如所提供的，圖3-圖12所示的工件110、120認為是示意性地示出各種實施例，例如工件110、120中一個或兩個包括單種材料、一種以上組合的材料和/或塗層或鍍層。

衝壓在預先選擇的區域(如在區域302、406、502等)處的工件110的第一表面112上進行，以使塗層變形，形成氣體抽空凹部。對於工件110塗覆有塗層的實施例，進行衝壓以使塗層變形，形成氣體抽空凹部。

在存在塗層的預期的實施例中，衝壓在塗層中以及在某種程度上在塗層下面的材料(例如鋅或鋅/鋁塗層和下面的鋼)中形成凹部。

衝壓區(如區304、4041、4042等)可形成為具有任意的各種形狀、尺寸和數量。在一個實施例中，尺寸略大於焊縫將覆蓋的區。在另一實施例中，尺寸與所計劃的焊接尺寸相近。在某些實施例中優選了全覆蓋(如360度覆蓋)，從而來自機械造窩的高的部分和低的部分都大致存在於和/或鄰近焊縫形成的邊緣的所有位置。

例如，在一個實施例中，衝壓區形狀與放大的線跡相似。在另一種情況下，形狀大致為圓形或者圓圈。

圖3通過示例方式示出了通過衝壓系統1300、1400的一個或多個道次形成的單個細長的、矩形的衝壓或衝壓後區304。

通過示例方式，圖4示出了多個矩形衝壓後區，且特別示出了其中具有約相同大小和矩形形狀的三個衝壓後區4041、4042、4043。

作為另一示例，圖5示出了多個矩形衝壓後區，且特別示出了其中具有不同大小和矩形形狀的三個衝壓後區5041、5042、5043。

圖6示出了通過衝壓系統1300、1400的一個或多個道次形成的單個細長的、橢圓形的衝壓後區604。僅通過示例方式，圖7示出了多個矩形衝壓後區，且特別示出了其中具有約相同大小和橢圓形狀的三個衝壓後區7041、7042、7043。

關於形成的凹部的形狀，凹部將大致根據衝壓系統的齒的形狀、尺寸和實施方式(如力度和實施方向)來成形。如所提供的，在不同實施例中，取決於齒的形狀，凹部的至少一個可以製成類似通道、溝槽、凹槽等，具有光滑或尖銳的底部，且具有與齒的長度相等的長度。

基於齒的尺寸、形狀和間距，凹部可按圖案成形，例如條紋、交叉十字、陰影線。圖17示出構造1700，其中在一個方向上按條紋狀形成凹部1702，圖18示出構造1800，其中在另一個方向上按條紋狀形成凹部1802，以及圖19示出包含示例填充圖案1902的構造。

在框1608處，為了焊接，將待接合的工件110、120相互鄰近放置。

在預期的實施例中，定位至少部分地由自動化機械來執行，例如一個或多個機器人。定位機械至少部分地由控制器來控制，例如圖15中的控制器1500。定位機械可被視為如上結合圖15所述的輸出端1518。

圖8示出了相互鄰近放置的兩個工件110、120的側橫截面。該視圖示出了在第一工件110已經衝壓後的工件110、120。第一工件110的第一表面112上的凹部或凹窩由附圖標記820表示。

如所提供的，通過形成凹部820或低部，高部在低部之間形成。高部通常用附圖標記822表示。如所有的特徵一樣，示意性地示出了凹部820和突出部822，並且其可具有各種幾何形狀中的任何一種。例如，每個突出部822可以在深度上短於所示，或短於鄰近的凹部820。而且凹部820和突出部822中的一些或全部可具有除了由示例示出的大體上平滑圓形之外的其他形狀。

圖8被認為示出了各種相對定位的構造，如上所述的搭接接頭。

圖8-圖12的視圖並不意味著在框1608處為了焊接而通過將工件彼此鄰近定位來限制方向。在實施例中的定位包括將工件之一(例如，第一112)的一些或全部定位在其他工件(例如，第二112)的一些或全部的頂部上。定位可包括其他構造，諸如為了焊接而將工件110、120定位成彼此橫向鄰近。

儘管在圖8-圖12的視圖中衝壓工件110在第二工件120的下方示出，但可替代地衝壓工件110可定位在第二工件120之上。

如上所提及的，在預期的實施例中工件110、120都可被衝壓。在此情況下工件110、120可在相對的焊接區(即，為了焊接定位工件後直接地彼此相對的區)或與其鄰近的位置衝壓。然而，當為了焊接定位工件時，不必定位工件之一的每個衝壓部分，以便其與另一個工件的衝壓區域相對。

例如，第一工件110可在對應於第一焊接將進行的區域處衝壓，但第二工件120不可在第二工件120的對應、相對區域處衝壓；以及第二工件120可在對應於第二焊接將進行的區域處衝壓，但第一工件110不可在第一工件110的對應區域處衝壓。

在框1610處，方法1600包括使工件110、120中的至少一個朝向另一個偏置。在一個實施例中，偏置包含將工件夾緊在一起。

偏置可包括沿著大致朝向與第一工件110相對放置的第二工件120的方向上向第一工件110施加力和/或沿著大致朝向第一工件110的方向上向第二工件施加力。在一個實施例中，工件110、120之一可通過諸如鐵砧、臺架、或底板固定以防止沿至少一個方向移動或物理地接地(未詳細地示出)。

無論兩者是否被衝壓，將被焊接在一起的工件的區域都可稱為預選區域。為了在該區域衝壓以及焊接，可通過兩種方式預選被衝壓且然後焊接的區域。

在預期的實施例中，定位至少部分地由自動化機械(例如，一個或多個機器人)來執行。定位機械至少部分地由控制器來控制，例如圖15中的控制器1500。機器可視為如上結合圖15所述的輸出端1518。

圖9指示了由附圖標記902、904表示的反作用力。例如，第二力904可有效地通過鐵砧來提供。可以在任意位置、以任意大小等等施加力，按照適於有助於有效焊接來確定，例如直接或進一步鄰近待連接的第一和第二工件110、120的區域。

在1612部分，利用衝壓的工件(多個工件)以及相互鄰近放置且可能壓制在一起的工件，工件110、120焊接在一起。

在各種實施例中，1612部分的任意一個或多個功能至少部分地由自動化機械(例如，一個或多個機器人)執行。機械包括焊接設備，例如雷射-焊接系統。焊接機械至少部分地由控制器來控制，例如，圖15中的控制器1500。焊接機械因此可視為如上結合圖15所述的輸出端1518。

在焊接操作中，在框1614處，諸如雷射能量的能量施加在將焊接的一個或多個區域處的工件110、120中的至少一個上。由圖9中的附圖標記906示意性地示出了正在施加焊接能量。

在預期的實施例中，提供了諸如螺栓、衝頭或能量導向器的方便連接的部件(未示出)。例如，方便連接的部件可放置在工件110、120之間。方便連接的部件可經衝孔、插入或定位以便至少部分地延伸進工件110、120的一個或兩個中。部件可包括當成形時形成不需要的蒸汽的材料，例如，鋅或鋅和鋁。就位後，方便連接的部件可認為是一個或兩個工件的一部分。例如，下面權利要求中提及向工件施加能量或熔化工件可包括對這種方便連接的部件進行同樣處理。

在焊接期間，蒸汽、氣體等可在正在熔化的工件材料1000中形成。蒸汽由圖10中的附圖標記150示意性地表示。

例如，高度加壓的鋅蒸汽可在實施例中形成，這些實施例中工件的至少一個包括鍍有鋅或鋅和鋁的組合的鋼。

這種蒸汽或氣體通常無法脫離熱影響區(HAZ)140(圖1)，以及特別是正在形成的接頭的熔融材料。如圖2中所示，這樣會導致氣孔。

根據本技術，機械成形的凹部820創建了工件110、120之間的間隔。間隔由形成的凹部所形成的高點和/或低點(例如，波峰和/或波谷)所創建。通過間隔，蒸汽150可從工件110、120之間的熔融材料1000中脫離到工件110、120的外部，例如，進入正在進行焊接的周圍環境中。在預期的實施例中，脫離的或抽空的蒸汽抽離或以其他方式(例如，通過吸氣噴嘴或管道(未示出))移離焊接環境。脫離可以通過諸如除氣或排氣的其他術語來稱謂。

可以預期的是，所有或基本上所有的蒸汽都會除氣。除氣量足以使得所得焊接通過適用的強度標準。

繼續參照附圖，圖11示出了正加壓的蒸汽150尋找最小阻力路徑的思想，即經由間隔到達熔融材料的外部。圖11通過由數字1100標識的虛線表示蒸汽從熔融材料的抽空。

接下來將描述的框1616、1618的功能可在框1614的功能之前、期間和/或之後執行。

在由框1616所指示的預期的實施例中，諸如通過創建真空將負壓施加到包括焊接區的環境。在焊接期間施加負壓以促進蒸汽150經由通過凹部820形成的間隔從熔融材料1000的抽空1100，和/或以促進蒸汽150從工件周圍的抽空。負壓可以以各種各樣的方式提供，例如通過真空系統和/或風扇系統。例如，無論焊接區周圍是否保持真空，風扇可將空氣吹離焊接區。例如，可使用噴嘴或管道聚集空氣以促進期望的抽空。

在由框1618指示的另一個預期的實施例中，正壓施加到包括焊接區的環境，諸如真空。在焊接期間施加正壓以促進蒸汽150經由通過凹部820形成的間隔從熔融材料1000的抽空1100。正壓可以以各種各樣的方式施加，例如，通過風扇朝著、對著或位於其上部給正在形成焊接的區吹氣。此外，例如，可以使用噴嘴或管道聚集空氣以促進所期望的抽空。

在框1620處，終止了焊接能量的施加，並且允許和/或促使去冷卻熔融材料。最終構造和接頭分別由附圖標記1200、1210在圖12中示意性地表示。

所述處理可結束1621，或如返迴路徑1623所示進行重複，例如，與同樣地有關的或下一套工件110、120。

IV.本技術的精選優勢

本發明技術的許多有益效果和優點在上文中直接地或本質上地進行了描述。本部分將重申某些有益效果和優點並附一些其他的有益效果和優點供參考。有益效果通過示例提供，並且其不窮盡本技術的益處。

本文教導的技術允許形成牢固的焊縫。該焊縫沒有來自蒸汽的氣孔，否則該蒸汽可能會在形成期間在焊縫中積聚。焊縫也沒有這種鎖定在焊縫中的蒸汽。

所提供的結構配置和構造包括衝壓系統和工序，在沒有蒸汽從焊縫中吹出的情況下，允許蒸汽從熔化的材料中抽空。

作為在傳統方法之上的進一步的優點，所教導的結構配置和構造可以以相對較低的成本來成功地實施。先前解決上述挑戰的努力一直不太成功而且/或就所需的設備和工藝投資而言代價高。先前技術的成本更高，包括但不限於設備和能量的成本。例如，對於預焊接雷射處理，所需的設備非常昂貴。即使用於雷射焊接的相同設備可用於預焊接處理，所需的輔助部件也是昂貴的，例如發電機、冷卻器和光學部件。

例如，機械地形成凹部還具有這些優點，包括可以靈活地形成凹部，諸如按照任意需要的形狀(如圓底或尖底的凹槽或凹窩)。

V.結論

在此公開了本公開的多種實施例。所公開的實施例僅僅是本公開的實例，還可以以多種形式和備選的形式以及其組合的形式來實施。

上述實施例僅僅是為了清楚地理解本公開內容的原理而陳述的實施例的示範性說明。

在不脫離本權利要求書的範圍的情況下，可以對上述的實施例進行變型、修改和組合。所有這些變型、修改和組合在此均包含於本公開和以下權利要求書的範圍中。